PT1659146E - Placa electricamente condutora feita de material derivado da madeira e processo para a sua produção. - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PLACA ELECTRICAMENTE CONDUTORA FEITA DE MATERIAL DERIVADO DA MADEIRA E PROCESSO PARA A SUA PRODUÇÃO" A invenção refere-se a uma placa electricamente condutora feita de material derivado da madeira, com as caracteristicas enunciadas no conceito genérico da reivindicação 1 da patente, bem como a um processo para o seu fabrico, com as caracteristicas enunciadas no conceito genérico da reivindicação 8 da patente.

Podendo a patente fundamentalmente ser aplicada nas mais diversas placas feitas de material derivado da madeira, incluindo placas à base de fibras, placas de aglomerado de madeira e placas à base de aparas grosseiras, esta apresenta em particular interesse no que se refere a placas de fibra de densidade média, para as quais está previsto um revestimento com tinta em pó, do género de uma lacagem com tinta em pó.

ESTADO ACTUAL DA TÉCNICA

Placas de fibra de densidade média são utilizadas em grandes quantidades em equipamentos para interiores e na construção de móveis. Uma aplicação em escala particularmente elevada está relacionada com a construção de móveis de cozinha. Placas de fibra de densidade média podem, devido à sua estrutura em volume bastante homogénea, quando comparado com outras 1 configuradas serem placas, ser processadas para nelas superfícies que fundamentalmente se prestam a levar um revestimento directo, nomeadamente por lacagem, o que significa que essas superfícies têm poros suficientemente fechados.

Um processo moderno de lacagem é a lacagem com tinta em pó, segundo a qual se distribui primeiro sobre a superfície a lacar, utilizando um campo magnético, uma tinta em pó sujeita a uma carga electrostática, sendo essa tinta seguidamente levada à fusão sobre a dita superfície para ser ligada de modo a formar uma camada de tinta que adere firmemente a essa superfície. Para tal a lacagem com tinta em pó coloca determinados requisitos em relação à superfície a lacar. Essa superfície deverá ter uma condutibilidade eléctrica suficientemente boa para ser possível criar um campo magnético e deverá ter uma estabilidade térmica suficientemente grande, isto é, ter nomeadamente uma elevada estabilidade dimensional para resistir às temperaturas que se verificam durante a lacagem com tinta em pó.

As placas de fibra de densidade média ligadas da maneira tradicional com resina à base de ureia e/ou resina de melamina-aldeído fórmico não dispõem sem mais nem menos da condutibilidade eléctrica necessária para se efectuar um revestimento com tinta em pó. É certo que se torna possível proceder a um aumento da humidade residual a partir do valor normal, que é de cerca de 5%, para obter valores mais elevados, sendo deste modo criada uma certa condutibilidade eléctrica. Este ajuste da humidade residual para um valor mais elevado é no entanto muito complexo, uma vez que a humidade residual não deve ser aumentada ao ponto de se perder a estabilidade dimensional da placa de fibra. Além disso a humidade residual artificialmente aumentada numa placa de fibra não é estável e só 2 pode ser mantida constante criando de uma maneira dispendiosa condições climáticas favoráveis. Além disso uma humidade residual aumentada causa problemas ao aquecer a placa de fibra para fundir a tinta em pó anteriormente aplicada nessa placa, uma vez que esse aquecimento cria tensões elevadas no volume da placa de fibra de madeira. Na prática observa-se frequentemente uma fissuração do revestimento e/ou da própria placa de fibra nas zonas em que a sua superfície não é formada por uma camada de cobertura compacta, como acontece por exemplo na área dos seus cantos ou de eventuais perfis fresados na superfície da placa. Além disso o aumento da humidade residual das placas de fibra faz aumentar o perigo de libertação de gases contendo humidade, o que pode conduzir à formação de bolhas na película de verniz configurada à superfícies das placas de fibra. É também já conhecido um método que consiste em aumentar a condutibilidade eléctrica de placas de fibra ligadas por resinas à base de ureia e/ou por resinas de melamina-aldeído fórmico pela adição de sais de amónio quaternários. Estes sais de amónio quaternários apresentam no entanto o inconveniente de não serem termicamente estáveis. Se tais sais forem utilizados já durante o fabrico das placas de fibra, fabrico esse que termina com a prensagem a quente de um produto semi-acabado para formar a placa de fibra, tais sais deverão ser aplicados numa proporção muito elevada quando comparado com o teor de fibras, sendo esse valor para os sais tipicamente de 5% da matéria seca das fibras, o que resulta em custos muito elevados. Uma aplicação posterior de uma solução de sais de amónio quaternários na superfície de uma placa de fibra de densidade média, e isto directamente antes do revestimento com tinta em pó, não só constitui uma etapa suplementar, implicando por isso custos suplementares, como provoca também uma introdução indesejada de humidade suplementar 3 na superfície a revestir, o que por sua vez resulta nos problemas já atrás descritos. Além disso a lisura da superfície pode ser danificada pela humidade concentrada da solução de sal aplicada. A falta de estabilidade térmica dos sais de amónio quaternários pode além disso provocar a produção de cheiros incomodativos. Isto vale também quando os sais de amónio quaternários só forem aplicados mais tarde, uma vez que também nessa altura ficarão expostos a maiores temperaturas durante a fusão da tinta em pó aplicada nas superfícies da placa de fibra.

Pelo documento DE 19232874 Al ficaram a ser conhecidos uma placa feita de material derivado da madeira com as caracteristicas enunciadas no conceito genérico da reivindicação 1 da patente e um processo para o fabrico da mesma placa com as caracteristicas enunciadas no conceito genérico da reivindicação 8 da patente. Neste caso adiciona-se ao agente aglutinante das fibras que contém celulose lenhosa um sal alcalino e/ou um sal de terras alcalinas para assim melhorar a condutibilidade eléctrica. Para que o sal alcalino e/ou o sal de terras alcalinas não danifiquem ou afectem a solidificação do agente aglutinante, o sal ou a mistura de sais é incorporado na placa mediante um banho à base de sal com um valor de pH neutro. Em correspondência com o exposto só entram em linha de conta sais alcalinos e/ou sais de terras alcalinas com um valor de pH neutro. A este respeito foram referidos o nitrato de lítio e o nitrato de sódio. Estes sais têm um custo semelhante ao dos sais de amónio quaternários, representando por isso igualmente um factor de custo suplementar considerável no fabrico das placas feitas de material derivado da madeira já conhecidas. Além disso as placas feitas de material derivado da madeira já conhecidas requerem, para proporcionar uma ligação suficientemente boa, um teor relativamente elevado de agente aglutinante, que pode ir de 4 10 a 15%. Isto deve-se certamente ao facto de o agente aglutinante ser afectado pelos sais alcalinos e/ou pelos sais de terras alcalinas, uma vez que as vulgares resinas à base de ureia e/ou de melamina-aldeído fórmico, servindo de agente aglutinante, requerem um ambiente ácido para optimizar a solidificação.

Representando o estado actual da técnica, refere-se no documento da DE 102 32 874 que uma certa condutibilidade eléctrica surge também nas placas feitas de material derivado da madeira sempre que forem utilizadas massas aglutinantes contendo sais, tratando-se por exemplo de resina fenólica. Refere-se no entanto que os sais contidos nestas massas aglutinantes, que são necessárias para a solidificação da resina fenólica, sendo bases relativamente fortes (hidróxidos alcalinos), afectam o seu revestimento durante a continuação do processamento das placas feitas de material derivado da madeira, de modo que se afirma que as placas feitas de material derivado da madeira ligadas com resina fenólica são fundamentalmente difíceis de revestir. Além disso refere-se ainda o problema de uma variação da humidade do ar poder provocar variações dimensionais significativas nas placas feitas de material derivado da madeira do género em questão.

OBJECTIVO DA INVENÇÃO A invenção tem o objectivo de revelar uma placa feita de material derivado da madeira com as características enunciadas no conceito genérico da reivindicação 1 da patente e um processo para o seu fabrico com as características enunciadas no conceito genérico da reivindicação 8 da patente, que podem ser realizados 5 de maneira económica e que criam os pressupostos para poder revestir de maneira simples com tinta em pó as placas feitas de material derivado da madeira, permitindo assim obter uma elevada qualidade das superfícies laçadas.

SOLUÇÃO

Numa placa feita de material derivado da madeira o objectivo da invenção atinge-se pela implementação das características enunciadas na reivindicação 1 da patente. Formas de realização preferidas desta placa feita de material derivado da madeira encontram-se descritas nas reivindicações secundárias 2 a 7. No que se refere ao processo para o fabrico de uma placa feita de material derivado da madeira o objectivo da invenção atinge-se pela implementação das características enunciadas na reivindicação 8 da patente. Formas de realização preferidas deste processo encontram-se expostas nas reivindicações secundárias 9 a 14.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Nesta nova placa electricamente condutora feita de material derivado da madeira o composto alcalino do agente destinado a aumentar a condutibilidade eléctrica é o hidróxido de sódio e/ou o hidróxido de potássio; o agente destinado a aumentar a condutibilidade está contido, referido unicamente à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, numa parcela que corresponde a um valor calculado do pH da humidade residual que é maior do que 13,0; além disso o agente aglutinante é um agente à base de poliisocianatos. Em 6 complemento da já conhecida composição de uma placa feita de material derivado da madeira ligada por poliisocianatos a nova placa feita de material derivado da madeira tem uma parcela tão elevada de hidróxido de sódio e/ou de hidróxido de potássio que o mesmo, caso se apresentasse numa solução aquosa cujo teor de água fosse igual à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, resultaria num valor de pH desta solução aquosa que é maior do que 13,0. Isto significa que a humidade residual da placa feita de material derivado da madeira é fortemente alcalina, conferindo em virtude disso também numa proporção reduzida a toda a placa feita de material derivado da madeira a necessária condutibilidade eléctrica para permitir um revestimento com tinta em pó. De maneira inteiramente surpreendente verificou-se que entre o agente aglutinante à base de poliisocianatos e a humidade residual fortemente alcalina não há nenhum efeito reciproco que ponha em causa a capacidade de ligação do agente aglutinante. A elevada alcalinidade da humidade residual também não conduz a um efeito higroscópico, ao qual estaria ligado um aumento da absorção de água ou mesmo uma absorção incontrolada de humidade por parte da nova placa feita de material derivado da madeira. Muito ao contrário, obtém-se ao determinar o inchamento da nova placa feita de material derivado da madeira, por exemplo segundo a norma MDF, um valor em conformidade com a norma. Em resultado disso a nova placa feita de material derivado da madeira pode ser revestida sem problemas, devido à sua condutibilidade eléctrica, com pós carregados por via electrostática. Essa placa pode ser nomeadamente revestida com tinta em pó, não se verificando nem mesmo na área dos seus cantos e na área dos perfis fresados na sua camada de cobertura a formação de fissuras, como se observa frequentemente em placas feitas de material derivado da madeira que não se prestam da melhor maneira ao revestimento com tinta 7 em pó. Em contrapartida ao revestir com tinta em pó placas feitas de material derivado da madeira ligadas com resinas fenólicas uma tal formação de fissuras é praticamente impossível de evitar. 0 agente aglutinante à base de poliisocianatos pode ser um agente aglutinante convencional do tipo PMDI e ser utilizado, nas novas placas feitas de material derivado da madeira, numa proporção igualmente habitual de 2,5 a 5% da matéria seca das fibras.

Também a humidade residual da nova placa feita de material derivado da madeira está tipicamente situada na gama habitual para placas feitas de material derivado da madeira ligadas por poliisocianatos, que é de 4 a 7%, isto é, está situada aproximadamente em 5%. Dá-se preferência a que o agente destinado a aumentar a condutibilidade esteja contido numa proporção, referido à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, que corresponde a um valor por cálculo do pH da humidade residual que é maior do que 13,5. Regra geral a proporção do agente destinado a aumentar a condutibilidade corresponderá mesmo, referido à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, a um valor do pH de 14,0. Deste modo consegue-se atingir sem problemas a condutibilidade eléctrica pretendida, não se verificando ao invés e de maneira surpreendente quaisquer problemas relacionados com a elevada alcalinidade da humidade residual. O agente destinado a aumentar a condutibilidade da placa feita de material derivado da madeira pode ser o hidróxido de sódio e/ou o hidróxido de potássio numa proporção de 0,3 a 3% da matéria seca das fibras. O hidróxido de sódio e o hidróxido de potássio podem ser obtidos a preços razoáveis, não conduzindo portanto durante o fabrico da nova placa feita de material derivado da madeira a um aumento de custos tal que a rendibilidade da mesma seja posta em causa. As quantidades de hidróxido de sódio e/ou de hidróxido de potássio aplicadas na nova placa feita de material derivado da madeira correspondem nas placas feitas de material derivado da madeira liqadas por resinas fenólicas às quantidades das substâncias que são adicionadas às resinas fenólicas para solidificação das mesmas. As placas feitas de material derivado da madeira que são ligadas por poliisocianatos não necessitam no entanto deste adicional de substâncias alcalinas fortes. Muito ao contrário, é mesmo surpreendente que os agentes aglutinantes à base de poliisocianatos possam mesmo desenvolver na medida necessária a sua capacidade de ligação sob condições tão fortemente alcalinas, não perdendo também essa capacidade de ligação ao longo de períodos de tempo bastante longos.

De resto a alcalinidade da nova placa feita de material derivado da madeira no seu todo não é muito expressiva. Ao dissolver 2 g da nova placa feita de material derivado da madeira em 25 ml de água obteve-se, apesar do valor por cálculo do pH da humidade residual de 14,0, não mais do que um valor do pH da suspensão de cerca de 8. Isto deve-se ao efeito estabilizador ácido dos componentes à base de madeira da placa feita de material derivado da madeira, que no presente caso conduzem a um produto que na sua totalidade é praticamente neutro, apesar do elevado teor de hidróxido de sódio e/ou de hidróxido de potássio. 9

De um modo muito preferido a nova placa feita de material derivado da madeira é uma placa à base de fibras com uma densidade média bruta de 750 a 850 kg/m3, isto é, trata-se de uma placa de fibra de densidade média do género frequentemente utilizado na sua forma laçada, nomeadamente na construção de cozinhas. A nova placa feita de material derivado da madeira pode no entanto ser também uma placa de fibra com uma densidade diferente ou ainda uma placa de aglomerado de madeira ou uma placa à base de aparas grosseiras.

De qualquer das maneiras a nova placa feita de material derivado da madeira está na sua forma de processamento preferida revestida com tinta em pó, isto é, laçada na sua superfície com tinta em pó, lacagem essa que no entanto existirá pelo menos na área de um dos seus cantos, isto é, numa área especialmente crítica. Na maioria dos casos todas as superfícies da nova placa feita de material derivado da madeira estarão após o seu processamento final laçadas com tinta em pó.

No novo processo destinado ao fabrico de uma placa electricamente condutora feita de material derivado da madeira a adição do agente para aumentar a condutibilidade eléctrica efectua-se numa proporção que, referida só à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, corresponde a um valor por cálculo do pH da humidade residual que é maior do que 13,0, o que tipicamente se obtém pela adição de hidróxido de sódio numa solução aquosa à placa pré-moldada, que seguidamente é prensada a quente para formar a placa feita de material derivado da madeira. Pela introdução do agente destinado a ajustar a alcalinidade da humidade residual da nova placa feita de material derivado da madeira já antes da prensagem a quente é possível assegurar uma distribuição homogénea deste agente na 10 placa feita de material derivado da madeira já pronta, de modo que esta apresenta também em todo o seu volume uma condutibilidade eléctrica suficientemente grande.

De resto as explanações atrás feitas em relação à nova placa feita de material derivado da madeira podem ser inteiramente transpostas para o processo destinado ao seu fabrico.

EXEMPLO

Ao fabricar placas de aglomerado de madeira de densidade média, com uma densidade média bruta de cerca de 800 kg/m3, adicionou-se, antes da moldagem da placa semi-acabada a partir de fibras contendo celulose lenhosa, o agente aglutinante hidróxido de sódio em diferentes proporções percentuais da matéria seca das fibras. O teor de agente aglutinante de um agente ligante convencional à base de PMDI estava situado em 4% da matéria seca das fibras. Num exemplo concreto a adição do hidróxido de sódio foi de 2,5% da matéria seca das fibras. Nas placas de aglomerado de madeira de densidade média deste modo produzidas observou-se um inchamento segundo a norma MDF de 7,5% após a placa ter sido mergulhada em água durante 24 h. Face ao limite imposto pela norma, que é de 12% de inchamento, isto representa um valor perfeitamente satisfatório que em particular não permite reconhecer que o ajuste fortemente alcalino da humidade residual, que no presente caso era de cerca de 5% e que de maneira muito clara corresponde a um valor por cálculo do pH de 14,0, não tenha conduzido a que a placa de aglomerado de madeira se tenha tornado especialmente higroscópica. A fórmula usada para o fabrico das placas feitas de material derivado da 11 madeira não tinha para o efeito sido optimizada em termos de adição de hidróxido de sódio, correspondendo em vez disso, à excepção da adição do hidróxido de sódio, a uma fórmula Standard. As placas de aglomerado de madeira de densidade média produzidas de acordo com o exemplo puderam ser laçadas sem problemas com tinta em pó devido à sua boa condutibilidade eléctrica e não apresentavam mesmo nos seus cantos quaisquer fissuras ou outros danos da lacagem. Tais danos também não surgiram quando as placas feitas de material derivado da madeira foram seguidamente introduzidas numa estufa a 40 °C de temperatura e a 85% de humidade do ar. Este efeito é surpreendente na medida em que também o sistema de lacagem utilizado no presente exemplo não estava harmonizado com as novas placas feitas de material derivado da madeira e nomeadamente também não com a alcalinidade da humidade residual dessas placas. Muito ao contrário tratou-se de um sistema de lacagem perfeitamente habitual, destinado à lacagem de placas de aglomerado de madeira de densidade média tornadas electricamente condutoras por outros processos.

Lisboa, 16 de Maio de 2007 12

Claims (14)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Placa electricamente condutora feita de material derivado madeira, principalmente composta por fibras contendo celulose lenhosa, com um agente aglutinante, um agente destinado a aumentar a condutibilidade eléctrica da placa feita de material derivado da madeira e com uma certa humidade residual, abrangendo o agente destinado a aumentar a condutibilidade um composto alcalino, caracterizada por o composto alcalino do agente destinado a aumentar a condutibilidade ser o hidróxido de sódio e/ou o hidróxido de potássio, o agente destinado a aumentar a condutibilidade estar presente, referido à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, numa proporção que corresponde a um valor por cálculo do pH da humidade residual que é maior do que 13,0, e o agente aglutinante ser um agente aglutinante à base de poliisocianatos.
2. 2. Placa feita de material derivado da madeira de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o agente aglutinante ser um agente do tipo PMDI com um teor de 2,5 a 5% de matéria seca das fibras.
3. 3. Placa feita de material derivado da madeira de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por a humidade residual ser de 4 a 7%. 1
4. 4. Placa feita de material derivado da madeira de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada por o agente destinado a aumentar a condutibilidade estar presente, com referência à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, numa proporção que corresponde a um valor por cálculo do pH da humidade residual maior do que 13,5, de um modo preferido no entanto a um valor do pH de 14,0.
5. 5. Placa feita de material derivado da madeira de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por o agente destinado a aumentar a condutibilidade integrar o hidróxido de sódio e/ou o hidróxido de potássio numa proporção de 0,3 a 3% de matéria seca das fibras.
6. 6. Placa feita de material derivado da madeira de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada por a mesma ser uma placa de fibra com uma densidade média bruta de 750 a 850 kg/m3.
7. 7. Placa feita de material derivado da madeira de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por a sua superfície estar revestida com tinta em pó pelo menos na área de um dos seus cantos.
8. 8. Processo para o fabrico de uma placa electricamente condutora feita de material derivado da madeira, em que um produto semi-acabado composto principalmente por fibras contendo celulose lenhosa, por um agente aglutinante, por um agente para aumentar a condutibilidade eléctrica da placa feita de material derivado da madeira e com uma certa humidade, é 2 prensado a quente para formar a placa feita de material derivado da madeira, abrangendo o agente destinado a aumentar a condutibilidade um composto alcalino, sendo então ajustada uma humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, caracterizado por se utilizar, para servir de composto alcalino do agente destinado a aumentar a condutibilidade, o hidróxido de sódio e/ou o hidróxido de potássio, o agente destinado a aumentar a condutibilidade ser aplicado, referido à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, numa proporção que corresponde a um valor por cálculo do pH da humidade residual maior do que 13,0, e se utilizar, para servir de agente aglutinante, um agente aglutinante à base de poliisocianatos.
9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por se utilizar, para servir de agente aglutinante, um agente aglutinante do tipo PMDI numa proporção de 2,5 a 5% da matéria seca das fibras.
10. 10. Processo de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado por a humidade residual ser ajustada para um valor de 4 a 7%.
11. 11. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado por o agente destinado a aumentar a condutibilidade ser utilizado, com referência à humidade residual da placa feita de material derivado da madeira, numa 3 proporção que corresponde a um valor por cálculo do pH da humidade residual maior do que 13,5, de um modo preferido no entanto a um valor do pH de 14,0.
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o hidróxido de sódio e/ou o hidróxido de potássio serem utilizados numa proporção de 0,3 a 3% de matéria seca das fibras.
13. 13. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 12, caracterizado por numa placa feita de material derivado da madeira ser ajustada uma densidade média bruta de 750 a 850 kg/m3.
14. 14. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 13, caracterizado por a superfície da placa feita de material derivado da madeira estar revestida com tinta em pó pelo menos na área de um dos seus cantos. Lisboa, 16 de Maio de 2007 4